Grado en Ingeniería Aeroespacial Estudio del chorro diÉsel en condiciones evaporativas inertes con un nuevo concepto de geometría de tobera de inyección Autor: Sánchez Molina, Juan juasa11j@etsid.upv.es Tutor: De La Morena Borja, Joaquín joadela@mot.upv.es Grado en Ingeniería Aeroespacial Trabajo de Fin de Grado
TFG - Juan Sánchez Molina ÍNDICE GENERAL Introducción Objetivos Herramientas experimentales Metodología de simulación en CFD Características del estudio Condiciones de contorno Estudio de sensibilidad de malla Resultados Conclusiones Presupuesto TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina INTRODUCCIÓN Actualidad Gran número de motores Diesel en Europa. Problema Desarrollo de soluciones que permitan a los motores cumplir las exigencies del mercado y regulaciones. Importancia Control del proceso de combustion, incluyendo el sistema de inyección de combustible. TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina OBJETIVOS Principal Estudio del comportamiento del proceso de inyección para diferentes geometrías de tobera de inyección. Secundario Estudio experimental de variables y análisis mediante CFD. TFG - Juan Sánchez Molina
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HERRAMIENTAS EXPERIMENTALES Tasímetro Visualización Cantidad de movimiento TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina Casos de estudio Geometría de inyección Longitudes de apertura 1/3·L 1/4·L Diámetro de expansión 2·D0 3·D0 Presión de inyección 50 MPa 100 MPa 150 MPa TFG - Juan Sánchez Molina
CARACTERÍSTICAS DE ESTUDIO Dos posibles estados para el diésel: fase líquida y fase vapor. Posibles fenómenos de cavitación. Método de turbulencia k-epsilon (RNG) por defecto. No hay condición de deslizamiento en la pared. TFG - Juan Sánchez Molina
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CONDICIONES DE CONTORNO Inlet: diferentes presiones de inyección Wall: condiciones por defecto del programa Outlet: contrapresión de 5 MPa TFG - Juan Sánchez Molina
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ESTUDIO SENSIBILIDAD DE MALLA Tipo de malla Tamaño de celda (mm) 1 0.032 2 0.016 3 0.008 4 0.004 5 0.002 TFG - Juan Sánchez Molina
ESTUDIO SENSIBILIDAD DE MALLA TFG - Juan Sánchez Molina
ESTUDIO SENSIBILIDAD DE MALLA TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina RESULTADOS Gasto másico Momento de inercia Longitud líquida Visualización fase vapor Resultados método experimental Gráficos numéricos Coeficientes de descarga Contornos de variables de estudio Presión Velocidad (módulo, radial, tangencial, vectores) Intensidad turbulenta Fase líquida y fase vapor Resultados método computacional TFG - Juan Sánchez Molina
RESULTADOS EXPERIMENTALES Gasto másico Momento inercia TFG - Juan Sánchez Molina
RESULTADOS EXPERIMENTALES Longitud líquida 800K Longitud líquida 900K Longitud Eficiencia atomización TFG - Juan Sánchez Molina
Penetración y ángulo de spray TFG - Juan Sánchez Molina
TFG - Juan Sánchez Molina GASTO MÁSICO TFG - Juan Sánchez Molina
TFG - Juan Sánchez Molina MOMENTO DE INERCIA TFG - Juan Sánchez Molina
COEFICIENTES DE DESCARGA TFG - Juan Sánchez Molina
TFG - Juan Sánchez Molina VECTORES VELOCIDAD TFG - Juan Sánchez Molina
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INTENSIDAD TURBULENTA TFG - Juan Sánchez Molina
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FASE LÍQUIDA Y FASE VAPOR TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina CONCLUSIONES Se comprueba mediante simulación CFD las tendencias obtenidas de forma experimental. Gasto másico Crece con el aumento de presión de inyección en los tipos Standard y 3·D0. Para los casos 2·D0 el óptimo ocurre con una presión de inyección menor. Mayor para apertura a 1/3 que para 1/4. Coeficientes de descarga TFG - Juan Sánchez Molina
TFG - Juan Sánchez Molina CONCLUSIONES Mayor influencia de la presión de inyección. Zonas de baja velocidad en la zona de expansión que generan zonas de vapor o recirculación. Velocidad Máximos en las zonas de vapor y recirculación en la expansión. Favorece el aumento de velocidad del fluido a la salida. Fenómenos de turbulencia TFG - Juan Sánchez Molina
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TFG - Juan Sánchez Molina PRESUPUESTO Presupuesto total del presente Trabajo de Fin de Grado: Concepto Importe Parte experimental 1331.77 € Parte computacional 6396.16 € SUBTOTAL 7727.93 € Imprevistos (10%) 772.80 € TOTAL NETO 8500.73 € IVA (21%) 1785.16 € TOTAL 10285.89 € TFG - Juan Sánchez Molina
¡Gracias por su atención! FIN ¡Gracias por su atención!